Stephen Hawking n'a créé aucune invention physique, mais il a proposé plusieurs théories perspicaces en cosmologie. Il a développé des théories sur les trous noirs, y compris la deuxième loi, qui stipule qu'un trou noir ne réduit en surface par rapport à la physique classique. Cette loi suggère que les trous noirs sont chauds.
Hawking a également théorisé sur le concept "sans cheveux" des trous noirs, qui caractérise les trous noirs par leur masse, leur moment angulaire et leur charge. Il a utilisé la théorie quantique pour montrer qu'un trou noir pouvait disparaître et qu'il émettait de la chaleur, contrairement à la croyance précédente selon laquelle rien ne pouvait échapper à un trou noir. Il a suggéré qu'il faudrait plus de temps que l'âge de l'univers pour qu'un trou noir de la même masse que le soleil disparaisse. Sa théorie soutient qu'une fois qu'un trou noir se développe, il rayonne de l'énergie et commence à perdre de la masse. Le rayonnement n'offre aucune information sur le contenu d'un trou noir, et une fois que le trou noir disparaît, toutes les informations sont perdues. Hawking a été le premier à montrer comment les galaxies pouvaient naître des fluctuations quantiques. Il a également tenté de développer une théorie quantique de la gravité qui s'applique aux trous noirs. Les publications de Hawking incluent « A Brief History of Time : From the Big Bang to Black Holes » et « Stephen Hawking's Universe : The Cosmos Explained ».
